内容正文:
空气的成分(2)
1、 氧气的工业制法
(1) 空气冷冻分离法
① 原理:利用液态氧和液态氮的沸点不同,采用低温蒸发来制取氧气。
② 过程
(2) 利用膜分离技术,在一定压力下让空气通过具有富集氧气功能的薄膜,可以得到含氧量较高的富集空气。利用这种膜进行多级分离,可以得到含90%以上氧气的富集空气。
例题1:[2025浙江杭州期末]空气是一种用途很多的自然资源,可用于工业上制取氧气,其流程如图所示。
(1)①所采取的方法是 降温 (填“升温”或“降温”)。
(2)液态空气分离过程中: 氮气 先被分离出来,分离的依据是各物质的沸点不同。
(3)贮存在蓝色钢瓶中氧气的用途是 b (填序号)。
a.气体肥料b.医疗急救c.气割气焊
2、 过氧化氢制取氧气
(1) 实验原理:
注:MnO2是催化剂
在化学反应中能 改变 化学反应速率,但本身的 质量 和 化学性质 在反应前后都不变的物质叫催化剂,在化学反应中起 催化 作用。
【说明】正确理解催化剂的概念,要明确以下三点:
(1) 催化剂具有“一变二不变”的特点。
“一变”是改变化学反应速率
“二不变”是指催化剂本身的质量和化学性质在反应前后不变。
(2)同一个反应,可能有不同的催化剂。
(3)催化剂只能改变化学反应的速率,不能增大或减少生成物的质量。
(2) 实验过程:
1 组装装置
2 检查装置气密性
先关闭分液漏斗活塞,然后把导管的下端浸入水槽中,用手紧握锥形瓶壁。如果观察到导管口有气泡冒出,移开手后。一会儿,导管中出现一段水柱,就证明装置不漏气。如果没有气泡冒出,就说明装置漏气
先通过长颈漏斗注水至锥形瓶内,使液面没过长颈漏斗下端管口,然后夹紧弹簧夹,继续加适量水,若长颈漏斗中液面不下降,说明装置气密性良好。
3 加入药品:
先向锥形瓶中加入二氧化锰和水,塞紧带有分液漏斗和导管的橡皮塞,然后向分液漏斗中加入过氧化氢溶液。
4 收集气体
原理
氧气 不易 溶于水
(2)氧气密度比空气 大
注意
将集气瓶灌满水,倒置于水槽中,瓶底不能有空气,否则会使收集的气体不纯;当导管口的气泡 连续均匀地逸出 后开始收集氧气,否则收集的气体不纯。
收集时导管应伸到集气瓶 底部 ,目的是 方便排尽空气
拓展:
5 检验和验满
(1) 检验:将带火星的木条伸入集气瓶 瓶内 看是否复燃。
(2)验满:将带火星的木条放在集气瓶 瓶口 看是否复燃。
3、 氯酸钾/高锰酸钾制取氧气
氯酸钾制取氧气
高锰酸钾制取氧气
1 查:双手握住试管,若导管口有气泡 冒出,说明装置的气密性良好
2 装:
3 定:
a.试管口要稍向 下 倾斜(防止冷凝水回流到热的试管底部,炸裂试管);
b.试管中的导管应稍露出橡皮塞即可(目的是 方便排尽空气 )
c.铁夹夹在距试管口约 1/3 处
4 点:先对试管进行 预热 ,然后对准装有 药品 的部位集中加热
5 收:当气泡均匀、连续地逸出时,开始收集
6 离:
7 熄:先将导管从水槽移出再熄灭酒精灯,防止水槽中的水倒流使试管炸裂
“茶庄定点收利息”
例题2:下列装置常用于实验室制取气体,请回答下列问题
(1)写出仪器①的名称: 长颈漏斗
(2)实验室用加热氯酸钾的方法制取氧气,该反应的符号表达式为
(3)用装置B制备氧气时对反应物的状态和反应条件的要求是_ 反应物是固体和液体,反应不需要加热 ,在装入试剂前应先检查装置的 气密性
(4)选择装置C而不选择装置 D收集氧气的原因是 氧气密度比空气略大 其验满的方法是 将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明氧气已收集满
(5)为比较二氧化锰和氧化铁对过氧化氢分解的不同影响,用图乙装置进行实验,启动氧气传感器,注入过氧化氢溶液。氧气体积分数随时间变化情况如图丙、丁所示。
1 使过氧化氢分解较快的催化剂是填 二氧化锰 (“二氧化锰”或“氧化铁”),判断依据是 相同时间内,用二氧化锰作催化剂时,生成氧气的体积分数更大
2 该实验利用传感器,与普通装置相比,优点是 操作简便,能提高实验数据的准确度
变式:某兴趣小组利用如图装置进行气体的实验室制备和收集实验,请回答下列问题。
(1) 若用氯酸钾制取氧气,应选用的发生装置是 A (填序号)。
(2) 若用过氧化氢制取氧气,发生反应的文字表达式是
(3) 若要收集较为纯净的氧气,则选用 E (填“C”“D”或“E”)装置。当观察到 集气瓶口有较大气泡冒出 ,说明瓶内的氧气已收集满。
(4) 若用装满水的F装置收集氧气则气体从 a (填"a"或“b”)处导管口进入。
(5) 实验结束后,小王问:“我怎么知道这气体就是氧气?”请你设计实验消除他的疑问 将带火星的木条放在集气瓶内,若木条复燃,证明是氧气
4、 化合反应和分解反应
分解反应
化合反应
定义
由 一种 物质生成 两种或两种以上 物质的反应
由 两种或两种以上 物质生成 一种 物质的反应
通式
A→B+C+……
A+B+……→C
记忆
一变多
多变一
例:3:[2024,浙江宁波质检]下列有关化合反应和分解反应的说法中错误的是A
A.分解反应的产物一定都是单质 B.化合反应的反应物可能有两种
C.分解反应的反应物一定是化合物 D.化合反应的产物只有一种
必刷题
1. 下列有关制取与检验氧气的实验操作不合理的是B
2. [2024浙江杭州质检]实验室若直接用 30%的过氧化氢溶液制取氧气,反应速率太快。为获得平稳的气流,下列装置正确的是C
3. [2024 广东广州质检]实验室用5%的过氧化氢溶液制取氧气,有关操作如下,下列说法中正确的是B
A.长颈漏斗下端不用伸入液面之下
B.放药品时应该先放二氧化锰粉末,再注人过氧化氢溶液
C.可将带火星的木条伸入集气瓶中验满
D.实验完毕,可将反应后的废液倒入下水道
4. [2025 浙江金华质检]化学在物质的制取、资源的利用等领域具有重要价值。若在实验室里制取氧气,根据下列装置图,回答问题。
(1) 仪器a的名称是 锥形瓶
(2) 用装置C收集气体采用的是 向上排空气 法。用装置E收集氧气是因为氧气不易溶于水
(3) 若同学们在实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,应选用的发生装置是 B (填序号),选择的理由是 反应物为固体和液体,不需要加热 连接发生装置与装置E,检验装置的气密性,如果观察到 装置E中导管口有气泡冒出,移开手后导管中出现一段水柱 说明装置不漏气。该反应中二氧化锰的作用是 催化 该反应的符号表达式是
(4) 若用装置F收集氧气,则气体应从导管 b (填“b”或“c”)端通人。
(5) 用加热氯酸钾与二氧化锰混合物的方法制取氧气时,发生装置应选择 A (填序号),发生反应的符号表达式为
5. [2025 浙江宁波调研]汉字是中华文明的重要标志,下列字词变换可以看作科学中的化合反应”的是A
A.振兴+中华→振兴中华 B.振兴中华→振兴+中华
C.振+中华→中+振华 D.振兴+中华→振华+中兴
6. 下列关于催化剂的说法不正确的是D
A.化学反应前后,催化剂的质量和化学性质都不变 B.催化剂可以加快某些化学反应的速率
C.催化剂可以减慢某些化学反应的速率 D.任何化学反应都需要催化剂
7. [2025浙江温州质检]某化学兴趣小组用如图所示的装置来制取干燥的氧气,装置气密性均良好,燃烧匙可以上下移动。下列说法正确的是D
A.将装置甲分别与装置乙、丙、丁连接,均能达到实验目的
B.实验中,只需将装有二氧化锰的燃烧匙上提,使其离开过氧化氢溶液,反应即可停止
C.若用装置丙收集氧气,可将带有火星的木条伸入瓶中验满
D.若用装置丁测量生成氧气的体积,集气瓶上方原有的空气对测量结果无影响
8. [2025 浙江金华质检,中]取一定量的过氧化氢溶液于试管中,加入少量二氧化锰,充分反应后,下列图像表示的反应过程与事实一致的是C
9. [2025 浙江宁波期末,中]空气是一种非常宝贵的资源。
(1)氮气是生产化肥的重要原料。空气中氮气的含量按体积计算约为 78 %。
(2)氧气可供给呼吸,支持燃烧。工业上制取氧气,常用的有空气冷冻分离法、变压吸附法等。
I.空气冷冻分离法的原理是先将空气液化再利用氮气和氧气沸点的差异进行分离。
1 由步骤“低温蒸发”可以猜测氮气的沸点比氧气的沸点 低 (填“高”或“低”)。
Ⅱ.变压吸附法的原理是利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者分离。在吸附塔中,通过增压与减压的交替循环,可以使分子筛重复使用,部分过程的示意图如图所示。
2 分子筛中发生的变化属于 物理 (填“物理”或“化学”)变化。
10. [2025 浙江杭州期中,中]利用图甲装置研究过氧化氢的分解反应,所得结果如图乙所示。下列说法不正确的是C
A.图乙中的a点对应的操作是推动注射器活塞
B.对比c点和e点可以验证反应速率与过氧化氢溶液的浓度有关
C.对比b点和e点不能验证反应速率与过氧化氢溶液的浓度有关
D.该实验不能证明二氧化锰对过氧化氢的分解起催化作用
11. [2025浙江温州质检,中]根据下列装置回答问题。
(1)图甲中仪器的名称是 试管
(2)实验室用图甲中装置A制备氧气,反应的文字表达式 用甲中装置 B 收集氧气时,当观察到 集气瓶口有大气泡连续冒出时,表示氧气已收集满。实验结束后应先进行的操作是 把导管从水槽中取出
(3)用图甲中装置E也可以收集氧气,气体应该从导管 b (填“a”或“b”)端通入。
(4)某化学兴趣小组用如图乙装置探究MnO2、CuO对过氧化氢分解的催化效果,设计的方案和记录的数据如表所示。
1 表格中x的值为 0.2
2 结论:MnO2对过氧化氢分解的催化效果比CuO好,得出该结论的依据是 相同条件下收集相同体积的氧气,MnO2作催化剂时所用时间更少
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空气的成分(2)
1、 氧气的工业制法
(1) 空气冷冻分离法
① 原理:利用液态氧和液态氮的沸点不同,采用低温蒸发来制取氧气。
② 过程
(2) 利用膜分离技术,在一定压力下让空气通过具有富集氧气功能的薄膜,可以得到含氧量较高的富集空气。利用这种膜进行多级分离,可以得到含90%以上氧气的富集空气。
例题1:[2025浙江杭州期末]空气是一种用途很多的自然资源,可用于工业上制取氧气,其流程如图所示。
(1)①所采取的方法是 (填“升温”或“降温”)。
(2)液态空气分离过程中: 先被分离出来,分离的依据是各物质的沸点不同。
(3)贮存在蓝色钢瓶中氧气的用途是 (填序号)。
a.气体肥料b.医疗急救c.气割气焊
2、 过氧化氢制取氧气
(1) 实验原理:
注:MnO2是催化剂
在化学反应中能 化学反应速率,但本身的 和 在反应前后都不变的物质叫催化剂,在化学反应中起 作用。
【说明】正确理解催化剂的概念,要明确以下三点:
(1) 催化剂具有“一变二不变”的特点。
“一变”是改变化学反应速率
“二不变”是指催化剂本身的质量和化学性质在反应前后不变。
(2)同一个反应,可能有不同的催化剂。
(3)催化剂只能改变化学反应的速率,不能增大或减少生成物的质量。
(2) 实验过程:
1 组装装置
2 检查装置气密性
先关闭分液漏斗活塞,然后把导管的下端浸入水槽中,用手紧握锥形瓶壁。如果观察到导管口有气泡冒出,移开手后。一会儿,导管中出现一段水柱,就证明装置不漏气。如果没有气泡冒出,就说明装置漏气
先通过长颈漏斗注水至锥形瓶内,使液面没过长颈漏斗下端管口,然后夹紧弹簧夹,继续加适量水,若长颈漏斗中液面不下降,说明装置气密性良好。
3 加入药品:
先向锥形瓶中加入二氧化锰和水,塞紧带有分液漏斗和导管的橡皮塞,然后向分液漏斗中加入过氧化氢溶液。
4 收集气体
原理
氧气 溶于水
(2)氧气密度比空气
注意
将集气瓶灌满水,倒置于水槽中,瓶底不能有空气,否则会使收集的气体不纯;当导管口的气泡 后开始收集氧气,否则收集的气体不纯。
收集时导管应伸到集气瓶 ,目的是
拓展:
5 检验和验满
(1) 检验:将带火星的木条伸入集气瓶 看是否复燃。
(2)验满:将带火星的木条放在集气瓶 看是否复燃。
3、 氯酸钾/高锰酸钾制取氧气
氯酸钾制取氧气
高锰酸钾制取氧气
1 查:双手握住试管,若导管口有 冒出,说明装置的气密性良好
2 装:
3 定:
a.试管口要稍向 倾斜(防止冷凝水回流到热的试管底部,炸裂试管);
b.试管中的导管应稍露出橡皮塞即可(目的是 )
c.铁夹夹在距试管口约 处
4 点:先对试管进行 ,然后对准装有 的部位集中加热
5 收:当气泡均匀、连续地逸出时,开始收集
6 离:
7 熄:先将导管从水槽移出再熄灭酒精灯,防止水槽中的水倒流使试管炸裂
“茶庄定点收利息”
例题2:下列装置常用于实验室制取气体,请回答下列问题
(1)写出仪器①的名称:
(2)实验室用加热氯酸钾的方法制取氧气,该反应的符号表达式为
(3)用装置B制备氧气时对反应物的状态和反应条件的要求是_ ,在装入试剂前应先检查装置的
(4)选择装置C而不选择装置 D收集氧气的原因是 其验满的方法是
(5)为比较二氧化锰和氧化铁对过氧化氢分解的不同影响,用图乙装置进行实验,启动氧气传感器,注入过氧化氢溶液。氧气体积分数随时间变化情况如图丙、丁所示。
1 使过氧化氢分解较快的催化剂是填(“二氧化锰”或“氧化铁”),判断依据是
2 该实验利用传感器,与普通装置相比,优点是
变式:某兴趣小组利用如图装置进行气体的实验室制备和收集实验,请回答下列问题。
(1) 若用氯酸钾制取氧气,应选用的发生装置是 (填序号)。
(2) 若用过氧化氢制取氧气,发生反应的文字表达式是
(3) 若要收集较为纯净的氧气,则选用 (填“C”“D”或“E”)装置。当观察到 ,说明瓶内的氧气已收集满。
(4) 若用装满水的F装置收集氧气则气体从 (填"a"或“b”)处导管口进入。
(5) 实验结束后,小王问:“我怎么知道这气体就是氧气?”请你设计实验消除他的疑问
4、 化合反应和分解反应
分解反应
化合反应
定义
由 物质生成 物质的反应
由 物质生成 物质的反应
通式
A→B+C+……
A+B+……→C
记忆
一变多
多变一
例:3:[2024,浙江宁波质检]下列有关化合反应和分解反应的说法中错误的是
A.分解反应的产物一定都是单质 B.化合反应的反应物可能有两种
C.分解反应的反应物一定是化合物 D.化合反应的产物只有一种
必刷题
1. 下列有关制取与检验氧气的实验操作不合理的是
2. [2024浙江杭州质检]实验室若直接用 30%的过氧化氢溶液制取氧气,反应速率太快。为获得平稳的气流,下列装置正确的是
3. [2024 广东广州质检]实验室用5%的过氧化氢溶液制取氧气,有关操作如下,下列说法中正确的是
A.长颈漏斗下端不用伸入液面之下
B.放药品时应该先放二氧化锰粉末,再注人过氧化氢溶液
C.可将带火星的木条伸入集气瓶中验满
D.实验完毕,可将反应后的废液倒入下水道
4. [2025 浙江金华质检]化学在物质的制取、资源的利用等领域具有重要价值。若在实验室里制取氧气,根据下列装置图,回答问题。
(1) 仪器a的名称是
(2) 用装置C收集气体采用的是 法。用装置E收集氧气是因为氧气不易
(3) 若同学们在实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,应选用的发生装置是 (填序号),选择的理由是 连接发生装置与装置E,检验装置的气密性,如果观察到 说明装置不漏气。该反应中二氧化锰的作用是 该反应的符号表达式是
(4) 若用装置F收集氧气,则气体应从导管 (填“b”或“c”)端通人。
(5) 用加热氯酸钾与二氧化锰混合物的方法制取氧气时,发生装置应选择 (填序号),发生反应的符号表达式为
5. [2025 浙江宁波调研]汉字是中华文明的重要标志,下列字词变换可以看作科学中的化合反应”的是
A.振兴+中华→振兴中华 B.振兴中华→振兴+中华
C.振+中华→中+振华 D.振兴+中华→振华+中兴
6. 下列关于催化剂的说法不正确的是
A.化学反应前后,催化剂的质量和化学性质都不变 B.催化剂可以加快某些化学反应的速率
C.催化剂可以减慢某些化学反应的速率 D.任何化学反应都需要催化剂
7. [2025浙江温州质检]某化学兴趣小组用如图所示的装置来制取干燥的氧气,装置气密性均良好,燃烧匙可以上下移动。下列说法正确的是
A.将装置甲分别与装置乙、丙、丁连接,均能达到实验目的
B.实验中,只需将装有二氧化锰的燃烧匙上提,使其离开过氧化氢溶液,反应即可停止
C.若用装置丙收集氧气,可将带有火星的木条伸入瓶中验满
D.若用装置丁测量生成氧气的体积,集气瓶上方原有的空气对测量结果无影响
8. [2025 浙江金华质检,中]取一定量的过氧化氢溶液于试管中,加入少量二氧化锰,充分反应后,下列图像表示的反应过程与事实一致的是
9. [2025 浙江宁波期末,中]空气是一种非常宝贵的资源。
(1)氮气是生产化肥的重要原料。空气中氮气的含量按体积计算约为 %。
(2)氧气可供给呼吸,支持燃烧。工业上制取氧气,常用的有空气冷冻分离法、变压吸附法等。
I.空气冷冻分离法的原理是先将空气液化再利用氮气和氧气沸点的差异进行分离。
1 由步骤“低温蒸发”可以猜测氮气的沸点比氧气的沸点 (填“高”或“低”)。
Ⅱ.变压吸附法的原理是利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者分离。在吸附塔中,通过增压与减压的交替循环,可以使分子筛重复使用,部分过程的示意图如图所示。
2 分子筛中发生的变化属于 (填“物理”或“化学”)变化。
10. [2025 浙江杭州期中,中]利用图甲装置研究过氧化氢的分解反应,所得结果如图乙所示。下列说法不正确的是
A.图乙中的a点对应的操作是推动注射器活塞
B.对比c点和e点可以验证反应速率与过氧化氢溶液的浓度有关
C.对比b点和e点不能验证反应速率与过氧化氢溶液的浓度有关
D.该实验不能证明二氧化锰对过氧化氢的分解起催化作用
11. [2025浙江温州质检,中]根据下列装置回答问题。
(1)图甲中仪器的名称是
(2)实验室用图甲中装置A制备氧气,反应的文字表达式 用甲中装置 B 收集氧气时,当观察到 时,表示氧气已收集满。实验结束后应先进行的操作是 。 (3)用图甲中装置E也可以收集氧气,气体应该从导管 (填“a”或“b”)端通入。
(4)某化学兴趣小组用如图乙装置探究MnO2、CuO对过氧化氢分解的催化效果,设计的方案和记录的数据如表所示。
1 表格中x的值为
2 结论:Mn O2对过氧化氢分解的催化效果比CuO好,得出该结论的依据是
学科网(北京)股份有限公司
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